TÉLÉDÉTECTION
Les systèmes de télédétection
Les systèmes optiques
Les systèmes optiques sont constitués de deux éléments fondamentaux :
– Un instrument qui comprend notamment un télescope et des capteurs optoélectroniques capables de transformer l'énergie des photons reçus en un signal électrique (les systèmes précurseurs utilisaient des pellicules photographiques spécifiques sensibles en particulier au proche infrarouge). Certains capteurs sont constitués d'une matrice à deux dimensions de détecteurs élémentaires permettant, comme avec les appareils photographiques numériques, de capter instantanément l'ensemble du paysage observé. Cependant, sur la plupart des systèmes imageurs, ces détecteurs sont assemblés en barrettes linéaires qui ne « photographient » qu'une seule ligne de paysage à la fois.
– Un vecteur ou plate-forme dont le rôle est de transporter le capteur et de lui apporter, dans le cas des barrettes linéaires, le mouvement nécessaire au balayage du paysage dans la direction perpendiculaire aux barrettes. Ces vecteurs, qui peuvent être des avions ou des satellites, se déplacent sur des trajectoires bien définies.
Les instruments
Venise vue par S.P.O.T.-5
CNES/ ASTRIUM
La plupart des instruments fonctionnent en mode push broom (une expression anglaise désignant les larges balais que l'on pousse devant soi et qui sont utilisés dans les collectivités), c'est-à-dire qu'ils sont équipés de barrettes de milliers de détecteurs élémentaires (par exemple, 12 000 sur le satellite français SPOT-5) alignés pour acquérir une ligne de paysage (60 km de largeur pour SPOT-5). Le passage d'une ligne à l'autre résulte de l'avancement de la plate-forme le long de sa trajectoire. Ces barrettes sont généralement des CCD (charge coupleddevice) dont les cellules élémentaires accumulent, sous l'effet des photons incidents, des charges électriques pendant un petit laps de temps (que l'on pourrait assimiler à un temps de pose) qui est inférieur au temps nécessaire au satellite pour avancer d'une ligne de paysage. Ainsi, SPOT-5 acquiert une ligne panchromatique toutes les 0,752 milliseconde, durée correspondant à un déplacement de cinq mètres au sol. Les charges électriques sont collectées, puis numérisées avant d'être stockées à bord ou transmises au sol par radio.
La taille des détecteurs élémentaires, couplée à la focale de l'optique du télescope, contribue à définir la résolution de l'instrument, c'est-à-dire, grossièrement, la dimension de ce qu'on pourra discerner au sol (par exemple, 6,5 μm pour 5 m de résolution sur SPOT-5). Elle joue aussi un rôle sur la qualité de la mesure puisqu'elle conditionne la quantité de photons qui seront capturés. Plus cette taille est réduite, meilleure est la résolution, mais le signal récupéré (qui est fonction du nombre de photons capturés) sera plus faible par rapport au bruit ambiant, comme pour les photographies obtenues avec des appareils numériques qui apparaissent bruitées en éclairage réduit. Un autre paramètre influant sur la quantité de photons récupérés, et donc sur la qualité de la mesure, est le temps de pose, avec là aussi un impact sur la résolution. Enfin, le filtrage spectral, utilisé pour le mode dit multispectral, contribue également à dégrader l'énergie lumineuse incidente. En effet, comme on cherche à caractériser la signature spectrale des objets, on va éclater le flux lumineux en différentes bandes spectrales, tout simplement en intercalant des filtres colorés qui vont absorber une partie de l'énergie et ne transmettre que ce qui correspond aux parties du spectre que l'on souhaite analyser (par exemple, vert, rouge, proche et moyen infrarouge sur SPOT). Quant au mode noir et blanc (dit panchromatique), il est obtenu sans utiliser de filtre. En conséquence, le flux lumineux du mode panchromatique est beaucoup plus puissant, ce qui permet de travailler avec des détecteurs plus petits et[...]
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Écrit par
- Philippe DELCLAUX : directeur technique chez Astrium Geo-Information Services
Classification
Médias
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Signatures spectrales typiques
Encyclopædia Universalis France
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Encyclopædia Universalis France
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